Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета создали и запатентовали сорбент на основе бурых водорослей для удаления стронция из воды. Новый материал способен связывать больше ионов загрязнителя и действует в три раза быстрее распространенных аналогов.
Ионы стронция могут попадать в стоки и водоемы при работе атомных электростанций и переработке ядерного топлива. При проникновении в организм человека этот элемент становится источником внутреннего облучения и повышает риск развития лейкемии и других онкологических заболеваний. Для очистки применяют ионообменные смолы и химические реагенты, однако их сорбционная емкость может быть недостаточной, а производство требует значительных затрат энергии.
Существующим материалам зачастую необходимо больше часа, чтобы полностью связать загрязнитель, а их синтез может проходить при температуре 800–1000 градусов и выше. Пермские исследователи использовали бурые морские водоросли Cystoseira barbata, содержащие природные вещества, которые способны захватывать ионы бария, радия, цезия и стронция.
Для усиления свойств сырье высушили на воздухе, измельчили и промыли дистиллированной водой, после чего обработали растворами-модификаторами. Ученые испытали полиакриламид, уксусную кислоту и ферроцианид калия. Три полученных образца выдерживали при температуре 25–30 градусов, высушивали, а затем добавляли в раствор стронция и измеряли остаточное количество ионов.
Лучший результат показал сорбент с полиакриламидом: он связывает до 129,84 мг стронция, превосходя популярные материалы на основе пектинов из морской травы. Полная очистка занимает 20 минут, тогда как традиционным сорбентам обычно требуется более часа. Увеличение скорости связано с дополнительными активными группами на поверхности водорослей, появляющимися после обработки модификатором.
Технология не требует высокотемпературной обработки, в отличие от получения ряда природных сорбентов методом пиролиза при 400–700 градусах и выше. Как сообщает ТАСС, материал сохраняет эффективность при высоких концентрациях загрязнителя, поэтому его можно применять на предприятиях атомной отрасли для ликвидации последствий утечек.